生产工艺对混凝土轨枕质量的影响

计舒生

（建华建材（陕西）有限公司 陕西省咸阳市三原县西阳镇工业园 713807）

0 前言

混凝土轨枕（英译 Sleeper）是用以支承钢轨，并将钢轨传来的压力传递给道床，从而保持钢轨位置和轨距，并配有钢筋的混凝土构件产品。我国铁路中混凝土轨枕也分有挡肩和无挡肩两种类型。有挡肩混凝土枕，有承轨槽，生产时预埋塑料套管或者留置预埋孔，通过螺栓紧固或者硫磺锚固的方式固定道钉进行定位。无挡肩混凝土枕，没有有承轨槽，生产时要预埋铁座，使用弹条插入预埋铁座扣压钢轨，无需使用道钉。

混凝土轨枕属于先张法预应力混凝土构件。正常采用设计标号为C60 的干硬性混凝土和带有螺旋肋的低松弛钢筋，经过高温蒸养生产制造。由于生产环节较多，原材料和生产工艺对混凝土轨枕的质量影响较大。

1 原材料

1.1 水泥

水泥碱含量应不超过0.60%，三氧化硫含量应不超过3%，不能再使用早强型水泥。

1.2 骨料

粗骨料最好采用5mm～25mm 连续级配碎石，当采用碎卵石时，尽量用大卵石破碎，因为中小的碎卵石破损面应大于70%很难做到，会影响混凝土的质量，最终影响结构性能，静载和疲劳，这方面感觉还是比较明显的。特别是对工厂通过检验不利。现场使用表明其耐久性也较差。很多厂家现场堆放的沙子含泥量都被认为超标，或者过粗过细。大部分轨枕厂在骨料堆放库没有雨棚，造成配合比控制不严密。和高速混凝土产品相比更谈不上保温。

1.3 钢材应符合下列要求：

箍筋采用低碳钢热轧光圆钢筋时，其性能应符合GB1499.1 的规定；采用低碳冷拔钢丝时，其性能应符合YB/T5294 的规定且所用钢材不低于Q235；箍筋摆放位置不到位，特别是在枕端部，如果间距过大，容易造成端部微细裂纹过早出现。螺旋筋圈数不够或螺距不符合。

2 预应力钢丝张拉

混凝土轨枕采用的是先张法张拉工艺，通过张拉钢筋，人为的预先对结构使用阶段产生拉应力的混凝土区域施加压力，构件承受外载荷后，此项预应力将抵消一部分或全部由外载荷所引起的拉应力，从而推迟裂缝的出现和限制裂缝的展开，提高混凝土轨枕的性能。

3 混凝土拌和成型

混凝土轨枕要求采用C60 的干硬性混凝土，其水胶比一般控制在0.2 以内，胶凝材料的用量一般低于500 公斤/方。搅拌机必须采用强制式搅拌机。配料称量系统精度必须达到骨料精确到2%，胶凝材料和液剂精确到1%.

轨枕成型作业应在成型设备上进行，并确保混凝土密实和外形符合设计要求。振动台的震动和振幅在一个钢模范围要均匀，至少不能让人看出钢模的两端的振动频率或振动振幅有明显的差别，否则至少有一端钢模的轨枕振捣会不够密实。

加压震动后抬起加压盖板，由于真空吸附作用，往往会拉松枕底表面混凝土。注意到了没有？如果有这种现象，可采取最后边振动边抬起加压盖板的方式或者振动完成后再慢慢抬起压板的方式。

混凝土入模时，钢模温度应为5℃～35℃，混凝土入模温度应为5℃～30℃，没有测温，主要问题出现在夏天炎热季节。

4 养护

标准规定的开始养护的静停环境温度应为5℃～35℃，很严的，华中地区夏天车间很容易达到35～40 之间；在温度5℃～35℃的环境中静停时间不小于3h；

养护结束时轨枕表面与外部环境（注意这里的外部环境是指全过程直至到库，如何延续脱模后到进库这段时间的温差记录是个值得进一步开展的工作，是人工测量和记录还是有什么自动测量设备和记录的方法），温差不大于15℃这一点可以说很多厂家达不到，特别是北方厂家在秋冬季节连接段，初春时节生产时；很多厂家认为脱模是要养护要降温到与坑外环境温差到达15℃即可脱膜，严格的说，必须是轨枕表面与整个过程的外部环境的温差，难以达到。高速混凝土产品是在车间预留缓冲区或增加缓冲车间，保温保湿，温差达标后才能出车间进库。

轨枕脱模后，应继续湿润养护3d 以上；环境温度低于5℃时，应采取自动的保温措施。很多厂家没有措施，有的厂家有措施有设备了，但是只是做个形式，上级来检查时打开电闸喷淋一下，或者人工淋一下，那也只能水淋鸭背、雨过地皮湿的应付而已，而且，码垛的层数越高，浇到水的轨枕就地相对越少，不起到作用。

5 施加预应力

采用液压旋转式放张设备最好，有试验研究初步表明，脱模时，钢筋由于受到混凝土硬化干缩绷紧作用的影响，钢筋的绷紧程度和张拉时差别不大。要注意不要拉过头了，破坏端部的钢筋与混凝土的粘结力。

6 清边

加压震动完毕后，对有清边要求的轨枕，一定要做好此项工作，否则在做静载试验时也要清边，防止底边参差不齐或者有微细裂纹而引发静载裂纹过早出现。另外对于已经振动好的混凝土，不要再次用力拨动和敲打致使其产生较大的变形，对混凝土密实性有影响。

7 枕底压花

枕底凹形花纹深度各处很不均匀，很容易在受到严格检查时，出现较大的不合格率。太深对轨枕结构强度有影响，太浅对现场使用也不利。

8 预留孔孔壁光滑

如果橡胶棒成孔器使用时间过长，磨光了其侧面的突起颗粒，使得预留孔孔壁周边不做出足够深的麻坑，变得光滑了。热锚的硫磺锚固剂收缩后，与孔边形成微小间隙，锚固的螺栓在施工或者使用阶段受力上拔时，没有麻坑的共同抵抗作用，整个孔壁周边提供给硫磺锚固剂的上拔的阻力或者说抵抗力下降了，由于倒锥形的作用，预留孔周边受到均匀的膨胀力，很容易在上面自由表面形成一些微小裂纹，如图10-1 给后面运营钉孔处裂纹的进一步发展提供了的索引，这个过去是有过经验教训的。麻坑的作用能明显起到咬合作用，及大地承担了道钉的竖向拉力，降低了预留孔周边的水平分力即膨胀力，这个问题在过去一般轨枕上道审查时，经常给一些工厂提醒的，关键是要认识到这个道理。这也是我们设计上不重视的一个缺陷，几乎在设计文件上没有强调到这个问题的。

图10 -1